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摘要量子点(QDs)作为一种新型荧光纳米材料，具有众多独特的光学特性，如高荧光量子产率、宽谱带吸收、窄谱带发射、发射峰连续可调，以及优良的抗光漂白性等。荧光编码微球(microbead)悬浮阵列具有更快的反应动力学、重复性好、制备成本低等优点，提供了高通量分析检测平台，在生物分析和疾病诊断等领域具有广泛应用。以量子点作为荧光团制备的荧光编码微球(Qbead)具有亮度高、编码容量大的突出优势，适用于生物分子(核酸、蛋白质)的多元分析。目前，简单利用核酸杂交/分子识别的荧光编码微球分析，检测灵敏度还无法满足临床分析要求。基于PCR和等温扩增(isothermal amplification)的信号放大技术为提高生物分子检测灵敏度提供了有效途径。各种等温扩增反应如链式取代反应(strand displacement amplification, SDA)、滚环扩增反应(rolling circle amplification, RCA)等具有简单、快速、高效、反应条件温和等优点，成为近年来的研究热点。本论文以核酸(G4-DNA、miRNA)检测为研究目标，构建了稳定的“核-壳”结构的量子点荧光编码微球作为检测平台，在其表面分别引入靶标触发的RCA和NASDA扩增反应，发展了“isothermalamplification-on-Qbeadarray”一体化的兼具高灵敏性和多元性的分析方法，可用于实际生物样品核酸分析。论文主要研究结果如下：<br>　　1.采用溶胀挥发/St?ber法，制备了二氧化硅包覆的双色量子点混合掺杂聚合物微球，调节双色量子点掺杂比例，获得了3种荧光编码；采用连续St?ber法制备了双色量子点分层掺杂二氧化硅球，双色量子点分置于核和壳中，调节双色量子点掺杂比例获得了3种荧光编码。所制备的两种量子点荧光编码微球均具有核-壳结构，具有优良的荧光编码稳定性。<br>　　2.以二氧化硅包覆的量子点混合掺杂聚合物微球为检测平台，利用RCA实现信号放大，发展了“RCA-on-Qbeadarray”一体化分析法用于人骨髓增殖性肿瘤(MPN)基因组G4-DNA多元、灵敏分析。Qbead表面偶联捕获DNA并杂交padlock探针。在T4连接酶和phi29聚合酶存在条件下，靶标触发Qbead表面的滚环扩增反应，反应时间优化为60min。Qbead表面滚环扩增产生具有G4序列串联重复的长DNA链，可通过G4特异性探针酞菁化锌(ZnPc)进行标记，形成G4/ZnPc纳米线。进一步，采用流式细胞术，以3种Qbead荧光编码为识别信号，以G4/ZnPc纳米线的荧光信号为检测信号，可实现MPN基因组G4-DNA(telo, k-ras, bcl-2)的同时分析，检测限0.5ng/μL。G4/ZnPc还具有类辣根过氧化物酶催化活性，在H2O2介导下催化luminol化学发光。以Qbead表面G4/ZnPc纳米线催化的化学发光为检测信号，通过顺序分析，实现了最少0.05ng/μLMPN基因组三种G4-DNA的高灵敏检测，线性范围达到5个数量级。<br>　　3.以量子点分层掺杂二氧化硅微球为检测平台，利用NASDA实现信号放大，发展了“NASDA-on-Qbeadarray”一体化分析方法用于HepG2细胞粗裂解液miRNA直接、多元分析。Qbead表面偶联特殊设计的茎环结构(stem-loop)DNA探针，茎环结构实现了该探针剪切识别位点杂交封闭，primer3’-末端悬挂、延伸功能失活，G4序列锁定。该探针特异性识别靶标并发生构象改变，导致剪切识别位点暴露、primer延伸功能激活，G4序列解锁，在剪切酶和聚合酶辅助下发生SDA扩增。Qbead表面的NASDA扩增产生大量的茎-G四链体(stem-G4)结构，并可通过G4特异性探针Ru-DI标记其中G4结构。标记的Qbead-NASDA产物产生“核-壳-卫星”的荧光超结构，导致Qbead发光颜色改变，可通过显微荧光成像方法实现分析检测。该分析方法检测限低至600拷贝，线性范围宽至4.5个数量级，并且具有点突变区分能力。在实际样品分析中，该分析法实现了最少500个肝癌细胞裂解物中的3种miRNA(miRNA-16、miRNA-221、miRNA-21)同时的定量分析。